（江蘇專版）2019版高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題八 現(xiàn)代生物科技專題 主攻點之（一）基因工程和克隆技術(shù)練習(xí)（含解析）

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1、基因工程和克隆技術(shù) 一、選擇題 1．(2019屆高三·南京六校聯(lián)考)用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ和二者的混合物分別降解一個1 000 bp(1 bp即1個堿基對)的DNA分子， 對降解產(chǎn)物分別進行凝膠電泳，在電場的作用下，降解產(chǎn)物分開，凝膠電泳結(jié)果如圖所示。該DNA分子的酶切圖譜(單位：bp)正確的是(　　) 解析：選C　根據(jù)電泳圖可知KpnⅠ 切割只得到1種DNA片段，判斷該DNA分子是環(huán)狀，且該DNA分子上只有1個KpnⅠ 切點。EcoRⅠ 切割得到2種DNA片段，說明該DNA分子上有兩個EcoRⅠ 切點。據(jù)此分析選項中的酶切圖譜，只有C項符合。 2．中華鱘是地球上最古老的脊

2、椎動物，被稱為“活化石”。研究者試圖通過蛋白質(zhì)工程改造中華鱘體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)，使其更加適應(yīng)現(xiàn)在的水域環(huán)境。下列說法錯誤的是(　　) A．該工程可以定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu) B．改造蛋白質(zhì)是通過改造基因結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的 C．改造后的中華鱘和現(xiàn)有中華鱘仍是同一物種 D．改造后的中華鱘的后代不具有改造的蛋白質(zhì) 解析：選D　蛋白質(zhì)工程通過對基因進行人工合成或修飾，最終定向改變蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)；改造后的中華鱘遺傳物質(zhì)變化不大，和現(xiàn)有中華鱘不存在生殖隔離，仍是同一物種；改造后的中華鱘含有控制新蛋白質(zhì)合成的基因，所以后代具有改造的蛋白質(zhì)。 3．(2018·江蘇六市二模)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒是植物基因工

3、程中常用的運載體，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．Ti質(zhì)粒是能夠自主復(fù)制的單鏈DNA B．Ti質(zhì)粒中磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接 C．重組Ti質(zhì)粒的受體細胞只能是植物愈傷組織細胞 D．Ti質(zhì)粒上的基因可全部整合到受體細胞染色體上 解析：選B　Ti質(zhì)粒是能夠自主復(fù)制的環(huán)形雙鏈DNA分子，其分子內(nèi)部的磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接。重組Ti質(zhì)粒的受體細胞可以是植物愈傷組織細胞，也可以是其他的植物細胞，如植物的受精卵細胞。農(nóng)桿菌有Ti質(zhì)粒，Ti質(zhì)粒上有一段T-DNA，目的基因需插入Ti質(zhì)粒上的T-DNA中形成重組質(zhì)粒載體，再導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后讓含重組質(zhì)粒載體的農(nóng)桿菌侵染植物，只有Ti質(zhì)粒

4、上的T-DNA片段(內(nèi)有目的基因)而不是Ti質(zhì)粒上的全部基因整合到受體細胞染色體上。 4．下列關(guān)于人胰島素基因表達載體的敘述，正確的是(　　) A．表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA逆轉(zhuǎn)錄獲得 B．表達載體的復(fù)制和胰島素基因的表達均始于復(fù)制原(起)點 C．借助抗生素抗性基因可以將含胰島素基因的受體細胞篩選出來 D．表達載體中的啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用 解析：選C　 胰島素基因在人體肝細胞中不表達，所以從肝細胞中不能提取到胰島素基因轉(zhuǎn)錄成的mRNA；基因的表達始于啟動子，基因的復(fù)制始于復(fù)制原點；抗生素抗性基因作為標記基因，可以將含胰島素基因的受體細胞篩

5、選出來；啟動子是轉(zhuǎn)錄的起點，終止密碼子是翻譯的終點。 5．下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)的敘述，正確的是(　　) A．動物細胞培養(yǎng)過程中往往使用液體培養(yǎng)基 B．動物細胞培養(yǎng)的目的是為了培養(yǎng)動物個體 C．在培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2刺激細胞呼吸 D．動物細胞培養(yǎng)過程中可用胃蛋白酶將動物組織分散成單個細胞 解析：選A　動物細胞培養(yǎng)的目的是為了獲得細胞群或細胞產(chǎn)物；動物細胞培養(yǎng)過程中通常要通入5%的CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH；動物細胞培養(yǎng)過程中用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將動物組織分散成單個細胞。 6．植物細胞工程作為一門新興的生物技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)，下列說法錯誤的是(　　) A．

6、人工種子是用人工薄膜為種皮包被植物愈傷組織形成的 B．植物微型繁殖運用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可快速繁殖良種植物 C．作物脫毒常選取植物的莖尖，因為該處病毒較少或無病毒 D．植物細胞融合中常用的融合手段有離心、振動、電激和PEG法 解析：選A　人工種子常使用人工薄膜作為種皮包被胚狀體。 7．(2018·江蘇四校聯(lián)考)下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)及其應(yīng)用的敘述，正確的是(　　) A．離體的植物組織、器官必須經(jīng)過滅菌才能接種到組織培養(yǎng)基中 B．以植物芽尖為材料通過組織培養(yǎng)可以獲得抗毒新品種 C．生長素、細胞分裂素的調(diào)節(jié)作用在組織培養(yǎng)中非常重要 D．以人工膜包裹植物愈傷組織和營養(yǎng)物質(zhì)可制得人工

7、種子 解析：選C　離體的植物組織、器官必須經(jīng)過消毒(滅菌會殺死植物組織和器官)才能接種到組織培養(yǎng)基中；以芽尖為材料通過組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗，但不屬于新品種，抗病毒的新品種需通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得；生長素、細胞分裂素調(diào)節(jié)作用在組織培養(yǎng)中非常重要；以人工膜包裹胚狀體和營養(yǎng)物質(zhì)可制得人工種子。 8．下列關(guān)于動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的敘述，錯誤的是(　　) A．生物組織經(jīng)胰蛋白酶消化處理制成細胞懸液，再培養(yǎng)可獲得單層細胞 B．研究中使用的細胞通常培養(yǎng)至10代以內(nèi)，以保持正常的二倍體核型 C．為防止雜菌污染，生物組織、培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具需要進行滅菌處理 D．動物細胞培養(yǎng)是制備單克隆抗體、細胞核移植、胚胎

8、工程等技術(shù)的基礎(chǔ) 解析：選C　生物組織滅菌處理后會死亡，無法培養(yǎng)，生物組織通常做消毒處理。 9．(2018·揚州一模，多選)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如下圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．過程①需使用逆轉(zhuǎn)錄酶 B．過程②利用PCR擴增CarE基因需使用解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶 C．過程③可用NaCl溶液處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細胞 D．過程④可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細胞 解析：選AD　利用PCR擴增基因時，通過高溫使DNA解旋，不需要解旋酶，但需要耐高溫的DNA聚合酶；用CaCl2溶液處理大腸桿菌，使其成為感受態(tài)細

9、胞。 10．(多選)超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，具有延緩衰老的功效。下圖為培養(yǎng)轉(zhuǎn)SOD基因胡蘿卜新品種的過程，相關(guān)敘述正確的是(　　) 　 A．過程①通常采用顯微注射法將攜帶SOD基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入細胞 B．過程②③除培養(yǎng)基中所含激素比例不同外，其他條件完全相同 C．將愈傷組織分散成單個細胞，通過細胞培養(yǎng)也可能獲得大量SOD D．該育種方式獲得的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜自交后代可能會出現(xiàn)性狀分離 解析：選CD　植物基因工程中，目的基因?qū)胧荏w細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；在植物組織培養(yǎng)過程中，脫分化(②)和再分化(③)階段使用的培養(yǎng)基除植物激素的比例不同外，營養(yǎng)物質(zhì)的含

10、量也不完全相同，并且脫分化階段不需要光照，再分化階段需要光照。 二、非選擇題 11．如圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程圖解，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中①結(jié)構(gòu)表示________，選擇____________(時期)的卵母細胞去核后作為受體細胞構(gòu)建重組細胞A。 (2)②所示的細胞是________________，將健康胰島素基因?qū)擘谥械某Ｓ梅椒ㄊ莀_______________。 (3)在培養(yǎng)液中加入______________可誘導(dǎo)重組細胞B定向分化形成具有正常胰島B細胞功能的胰島樣細胞，其根本原因是______

11、________________________________________。 (4)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是______________________________。 解析：(1)分析圖解可以看出，重組細胞A的形成利用的是體細胞核移植技術(shù)，故圖中①結(jié)構(gòu)表示細胞核，應(yīng)選擇處于MⅡ中期的卵母細胞去核后作為受體細胞構(gòu)建重組細胞A。(2)②是囊胚中的內(nèi)細胞團細胞或胚胎干細胞，具有發(fā)育的全能性，將含目的基因表達載體導(dǎo)入動物細胞常用的方法是顯微注射技術(shù)。(3)重組細胞B在一定的分化誘導(dǎo)因子的定向誘導(dǎo)作用下，可以定向分化形成具有正常胰島B細胞功能的胰島樣細胞，其根本原因是基因的

12、選擇性表達。(4)圖示方法屬于基因治療，由于輸入患者體內(nèi)的細胞是由患者自身的細胞分化而來，所以與一般的異體移植相比，該方法最大的優(yōu)點是不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 答案：(1)細胞核　MⅡ中期(減數(shù)第二次分裂中期)　(2)內(nèi)細胞團細胞(或胚胎干細胞)　顯微注射技術(shù) (3)分化誘導(dǎo)因子　基因的選擇性表達　(4)沒有免疫排斥反應(yīng) 12.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細菌細胞中存在清除入侵病毒DNA的功能系統(tǒng)(圖1)，并發(fā)明了CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，目前已成為生物科學(xué)領(lǐng)域最熱門的基因操作技術(shù)。圖2 是科研人員運用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)(其中表達載體1的作用是在受體細胞中控制合成CRISPR復(fù)合體

13、，表達載體2可以與相應(yīng)DNA的同源區(qū)進行互換、重組)，成功地將基因A精確導(dǎo)入到絨山羊細胞內(nèi)的甲、乙兩個基因之間，并和綠色熒光蛋白基因一起表達的過程示意圖。請回答下列問題： (1)由圖1可知，CRISPR復(fù)合體中crRNA的主要功能是__________________________，而Cas9蛋白催化斷裂的化學(xué)鍵位于________________之間。細菌的這種清除能力的生理意義是________________________________________________________________________ _____________________________

14、___________________________________________。 (2)結(jié)合對圖1的理解，圖2中表達載體1首先要表達出含有__________________________序列的crRNA和Cas9蛋白，以結(jié)合形成CRISPR復(fù)合體。 (3)根據(jù)圖2，基因表達載體2上需要加入：①基因甲片段、②基因乙片段、③基因A、④綠色熒光蛋白基因等四種DNA片段，這4種片段在載體上的正確排列順序應(yīng)是_______(用序號代表相應(yīng)片段)。在形成重組DNA時需要___________酶參與催化表達載體2與絨山羊DNA的連接。 (4)實驗室一般會將重組DNA導(dǎo)入山羊的胚胎干細胞中，

15、以培育、篩選出轉(zhuǎn)基因山羊，選擇胚胎干細胞作為受體細胞的主要依據(jù)是_______________________________________。 (5)與傳統(tǒng)的基因工程相比較，運用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因生物的明顯優(yōu)點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由圖1可知，crRNA是由DNA的特定區(qū)段轉(zhuǎn)錄形

16、成的，由此可推知，CRISPR復(fù)合體中crRNA的主要功能是識別DNA分子上的特定核苷酸序列；CRISPR復(fù)合體能催化水解噬菌體DNA，由此可推知CRISPR復(fù)合體中的Cas9蛋白催化斷裂的化學(xué)鍵位于磷酸和脫氧核糖之間；細菌的這種清除能力可防止外源基因插入并表達，保證了細菌遺傳性狀的穩(wěn)定。(2)據(jù)圖2可知，表達載體1表達出的CRISPR復(fù)合體可以切割基因甲和基因乙之間的DNA片段，所以結(jié)合對圖1的理解，可推知圖2中表達載體1首先要表達出含有基因甲與基因乙之間部分核苷酸序列的crRNA和Cas9蛋白，以結(jié)合形成CRISPR復(fù)合體。(3)根據(jù)圖2重組DNA中各基因片段的排列順序，可推知這4種片段在

17、基因表達載體2上的正確排列順序應(yīng)是①③④②；在形成重組DNA時需要DNA連接酶參與催化表達載體2與絨山羊DNA的連接。(4)要培育、篩選出轉(zhuǎn)基因山羊，選擇胚胎干細胞作為受體細胞的主要依據(jù)是胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性。(5)與傳統(tǒng)的基因工程相比較，運用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因生物的明顯優(yōu)點是避免了因目的基因隨機插入宿主細胞DNA引起的生物安全性問題。 答案：(1)識別DNA分子上的特定核苷酸序列　磷酸和脫氧核糖　防止外源基因插入并表達，保證了細菌遺傳性狀的穩(wěn)定　(2)基因甲與基因乙之間部分核苷酸　(3)①③④②　DNA連接　(4)胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性　(5)避免了因目

18、的基因隨機插入宿主細胞DNA引起的生物安全性問題 13．RT-PCR是將RNA逆轉(zhuǎn)錄(RT)和cDNA的聚合酶鏈式擴增反應(yīng)相結(jié)合的技術(shù)，具體過程如圖所示： (1)過程Ⅰ需要加入緩沖液、原料、_________________、____________和引物A等。 (2)進行過程Ⅱ前首先要將反應(yīng)體系的溫度升高到95 ℃，其目的是_________________ _______________________________________________________，該反應(yīng)體系中所用的Taq酶至少應(yīng)能耐受__________℃高溫。 (3)過程Ⅱ擬對單鏈cDNA進行n次循環(huán)的

19、擴增，理論上至少需要________個引物B。 (4)利用RT-PCR技術(shù)獲取的目的基因______________(填“能”或“不能”)在物種之間交流；該技術(shù)還可用于對某些微量RNA病毒的檢測，可提高檢測的靈敏度，原因是________________________________________________________________________。 (5)RT-PCR過程中主要借助對________的控制，影響酶的活性，從而使得化學(xué)反應(yīng)有序高效地進行。 解析：(1)過程Ⅰ是由mRNA形成cDNA的過程,示逆轉(zhuǎn)錄,要加入緩沖液、原料、RNA提取物、逆轉(zhuǎn)錄酶和引物A等。(2

20、)進行過程Ⅱ前首先要將反應(yīng)體系的溫度升高到95 ℃，其目的是讓逆轉(zhuǎn)錄酶變性失活、使mRNA-cDNA雜合雙鏈解開，該反應(yīng)體系中所用的Taq酶至少應(yīng)能耐受95 ℃高溫。(3)過程Ⅱ擬對單鏈cDNA進行n次循環(huán)的擴增，理論上至少需要2n－1個引物B。(4)利用RT-PCR技術(shù)獲取的目的基因能在物種之間交流；該技術(shù)還可用于對某些微量RNA病毒的檢測，可提高檢測的靈敏度，原因是增加了待測RNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度)，便于檢測。(5)RT-PCR過程中主要借助對溫度的控制，影響酶的活性，從而使得化學(xué)反應(yīng)有序高效地進行。 答案：(1)RNA提取物　逆轉(zhuǎn)錄酶　(2)讓逆轉(zhuǎn)錄酶變性失活、使mRNA-cDNA雜合雙鏈解開(答出一點即可)　95　(3)2n－1　(4)能　增加了待測RNA逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA的數(shù)量(或濃度)，便于檢測　(5)溫度 7